Содержание к диссертации
Введение
1. Введение и постановка задачи исследования 5
1.1. Актуальность, значение и проблемы создания систем автоматизированного проектирования 5
1.2. Автоматизация и оптимизация электротехнической части проектов. Системный подход к анализу и решению задач проектирования электроснабжения промышленных предприятий 15
1.3. Технико-экономическое обоснование систем электроснабжения промышленных предприятий как объект системной оптимизации и автоматизации 17
1.4. Основные задачи, решаемые в диссертационной работе 19
2. Анализ развития и существующего положения в области оптимального проектирования систем электроснабжения промышленных 22
2.1. Применение ЭВМ при решении задач электротехнического проектирования 22
2.2. Основные задачи технико-экономического обоснования систем электроснабжения 30
2.3. Анализ существующих методов решений оптимизационных задач проектирования электроснабжения 37
2.3.1. Определение количества и мест расположения источников питания на территории промышленных предприятий и распределение потребителей электроэнергии между ними 38
2.3.2. Построение схемы электроснабжения 45
2.3.3. Выбор рациональных сечений и количества линий 52
2.4. Выводы 58
3. Разработка технико-экономической модели системы электроснабжения промышленного предприятия на напряжении выше 1000 В 61
3.1. Формирование технологической линии проектирования и технико-экономического обоснования электроснабжения 61
3.2. Разработка методов и алгоритмов автоматизированного решения задач технико-экономического обоснования 65
3.2.1. Принципы, лежащие в основе отбора, описания и построения алгоритмов. Краткое описание алгоритмов 65
3.2.2. Оптимальная унификация сечений кабельных линий 92
3.2.3. Распределение электрических нагрузок по секциям шин трансформаторных подстанций
и распределительных пунктов 105
3.2.4. Определение мест установки цеховых
трансформаторных подстанций в схемах
с фиксированной топологией III
3.3. Выводы 131
4. Реализация автоматизированной системы технико- экономического обоснования электроснабжения промышленных предприятий на напряжении 1000 В 133
4.1. Разработка программного обеспечения 135
4.2. Разработка информационного обеспечения 143
4.3. Разработка технологии использования автоматизированной системы 146
4.4. Расчет зконошїческой эффективности автоматизированного проектирования электроснабжения 151
4.5. Выводы 155
5. Общие выводы и основные результаты работы 157
Литература 161
- Актуальность, значение и проблемы создания систем автоматизированного проектирования
- Применение ЭВМ при решении задач электротехнического проектирования
- Формирование технологической линии проектирования и технико-экономического обоснования электроснабжения
- Разработка информационного обеспечения
Введение к работе
Одной из важнейших задач, поставленных ХХУІ съездом КПСС перед учеными и инженерами в "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 года и на период до 1990 года" является: "Улучшить проектно-сметное дело, осуществлять строительство по наиболее прогрессивным и экономичным проектам. Предусматривать в них повышение эффективности капитальных вложений на основе использования достижений научно-технического прогресса и передового опыта, экономии материалов и труда" [ I ] .
Современная научно-техническая революция предъявляет качественно новые требования к процессу проектирования; Быстрая смена технологий в промышленности, все возрастающий объем строительства и реконструкций заставляют проектировать в сжатые сроки экономичные как в строительстве, так и в эксплуатации объекты.
Эффективность труда проектировщиков определяется двумя взаимосвязанными сторонами: производительностью труда при проектировании и уровнем качества закладываемых проектных решений; До последнего времени эти стороны находились в серьезном противоречии. Выполнение современных требований, стоящих перед проектировщиками, по сокращению сроков проектирования, повышению качества проектной документации, выбору наиболее экономичных технических решений становится невозможным без применения электронных вычислительных машин (ЭВМ); На это указано в решениях ХХУІ съезда КШС: "Расширить автоматизацию проектно-конетруктореких и научно-исследовательских работ с применением электронно-вычислительной техники»
ЭВМ в отдельных проектных расчетах применяются уже более 10 лет. Однако, история локальной автоматизации насчитывает больше неудач, чем успехов. Наиболее негативным фактором локальной автоматизации являлось крайне неэффективное использование ЭВМ, что зачастую вообще дискредитировало идею автоматизации; Этому сопутствовало удорожание проектирования, вызванное высокой стоимостью машинного времени. Неэффективность использования была обусловлена необходимостью многократной обработки во многом повторяющейся информации, требующейся каждой отдельной задаче. Если принять во внимание, что время, затрачиваемое проектировщиком на подготовку этой информации, соизмеримо, а зачастую и превосходит затраты при "безмашинном" проектировании, становится понятным скептическое отношение проектировщиков к возможности автоматизации их труда. Твм не менее, как показывает опыт, без стадии локальной автоматизации со всем ее негативным опытом был бы невозможен переход к системной автоматизации.
Переход к системной автоматизации является переходом к качественно новому уровню использования ЭВМ;5 Системный подход в решении той или иной проблемы является необходимым при исследовании и проектировании современных объектов, представляющих собой сложные системы; Он наиболее полно соответствует современному уровню развития науки и техники. Системность позволяет охватить весь комплекс задач, возникающих при проектировании и от решения которых зависит эффективность и качество проектируемых объектов; Решение этих задач осуществляется в неразрывном единстве при достижении высокого качества результатов решения каждой отдельной задачи и всего проекта в целом создания системы автоматизированного проектирования ( САПР ) как основного средства повышения эффективности проектирования неоднократно отмечалось в решениях партийных и государственных органов. Так, в ноябре 1975 года Государственный Комитет по науке и технике СССР принял постановление о создании систем автоматизированного проектирования в основных отраслях народного хозяйства. На ХХ.УІ съезде КПСС впервые в планах на пятилетку указано на необходимость создания и дальнейшего развития САПР. Работы по автоматизации проектирования предусмотрены Координационным планом ГКНТ СССР на Т981-85 г.г. по решению научно-технической проблемы 0;ЦІ027, задание 04.
Внедрение САПР в практику проектирования повышает качество выпускаемых проектов, сокращает сроки их выполнения, освобождает проектировщика от однообразной, монотонной работы, а вследствие этого, у проектировщика высвобождается значительное время для творческой, действительно инженерной работы. Благодаря сокращению сроков проектирования, можно больше внимания и времени уделить монтажу и, тем самым, еще больше повысить надежность и качество промышленного объекта. Автоматизация проектирования позволяет скомпенсировать недостаток в кадрах проектировщиков, обусловленный определенными демографическими условиями; И, наконец, только применение ЭВМ позволяет использовать высокоэффективные оптимизационные алгоритмы при проектировании, а это обеспечивает наибольшую долю экономического эффекта от внедрения САПР.
Разработчики САПР опираются на широкую материальную базу современной вычислительной техники 3-его поколения - ЛП ЭВМ, получившей большое распространение в нашей стране; По уровню математического и технического обеспечения ЕС ЭВМ практически полностро соответствуют задачам, стоящим перед САПР;
В области программного, технологического, организационного, социального и юридического обеспечения перед разработчиками САПР стоит много нерешенных задач. Их невозможно решить, опираясь только на опыт локальной автоматизации, поскольку системный подход базируется на качественно новых принципах, порождая новую технологию проектирования.
Разработка и внедрение новой технологии всегда сталкивается как с огромным количеством новых, так и с рядом старех проблем, существовавших при прежней технологии. САПР в силу своей природа требует коренной перестройки процесса проектирования. Во-первых, необходима жесткая регламентация и четкая формализация проектного процесса. Во-вторых, необходим пересмотр всех методик проектных расчетов, как с точки зрения их математической формализации, так и с точки зрения максимального использования в них преимуществ, обеспечиваемых ЭВМ. В-третьих, САПР затрагивает налаженные многими годами технологические и правовые взаимосвязи между отдельными проектными подразделениями и проектировщиками - соисполнителями по данному проекту; В-четвертых, изменяется объем, состав и форма проектной документации, причем, после внедрения АСУ-монтаж естественным станет выпуск проектной документации на машинных носителях информации таких, как магнитная или перфо-лента. Возможен также прямой обмен по телекоммуникационным каналам между ЭВМ-проектировщиком и ЭВМ-подготовителем технической документации на заводе, выпускающем электротехническое оборудование; В этом случае человек исключается из целого ряда привычных, традиционных операций, являющихся Переход на САПР-технологию встречает ряд трудностей технического, программно-методического, социально-психологического и правового характера.
Технические проблемы:
I. Создание САПР должно вестись усилиями многих разработчиков. Следовательно, необходимо иметь возможность обмена между ними элементами программного обеспечения, из которых складывается САПР. Только появление ЕС ЭВМ сделало реальным программную совместимость и унификацию разработок І Однако, распространение ВС ЭВМ по проектным организациям еще явно недостаточно.
2; Недостаточное обеспечение организаций ЕР ЭВМ затрудняет ведение самостоятельных разработок, поскольку, как показывает опыт, в условиях отсутствия ЭВМ в организации и аренды машинного времени ни разработка, ни промышленная эксплуатация САПР практически невозможны.
3; У большинства ЭВМ, имеющихся в организациях, недостаточно обеспечение периферийными устройствами, что препятствует, в частности, выпуску проектной документации в полном объеме.
4; Опыт локальной автоматизации позволил сформулировать минимум требований к техническим параметрам ЭВМ, на которой может эффективно эксплуатироваться САПР. Быстродействие такой ЭВМ должно быть не менее 500 тысяч операций в секунду, а объем оперативной памяти - не менее 512 килобайт. Этим параметрам отвечают модели ВС ЭВМ, начиная с Ю-Т040; Но, к сожалению, такие ЭВМ имеются в немногих организациях. Остальные же необходимо оснащать средствами телекоммуникационной связи с мощными вычислительными центрами, что в настоящее время делается крайне медленно.
Актуальность, значение и проблемы создания систем автоматизированного проектирования
При проектировании промышленных предприятий электротехническая часть является одним из крупных разделов проекта. В соответствии с [ 2 ] стоимость электротехнической части достигает до 15 % общей стоимости проекта. Тот факт, что около 70 % производимой в стране электроэнергии потребляется в промышленности подчеркивает важность правильного проектирования промышленных электрических сетей и оборудования. Особые требования предъявляются к экономному и бережному расходованию электроэнергии. Из-за имевших место просчетов в проектировании на некоторых предприятиях ее бесполезные потери достигают 10 - 15 % и даже 20 %,
Сложность проектирования электротехнической части проекта во многом определяется тем, что оно выполняется параллельно проектированию основных частей проекта (технологической, строительной и др.), которые накладывают очень большое количество дополнительных ограничений на принимаемые решения.
Основной задачей проектирования электротехнической части является нахождение проектного решения, отвечающего требованиям технологического процесса проектируемого производства при наименьших затратах на сооружение и эксплуатацию систем электроснабжения (СЭС) и постоянного сокращения сроков проектирования. В настоящее время единственный путь для решения этой задачи -автоматизация процесса проектирования с использованием оптимизационных методов прикладной математики.
Оптимизационный подход к проектированию электротехнической части промышленных предприятий насчитывает многолетнюю историю. К основным недостаткам выполненных разработок можно отнести, во-первых, ориентацию на возможности и специфические особенности человека, как единственного пользователя этих методов. Из-за этого разработанные методы не только не используют возможности ЭВМ, но, зачастую, вообще не реализуемы на ЭВМ.
Во-вторых, сложность решаемых задач привела к введению значительного количества упрощений и допущений в ряде разработанных методов, что затрудняет их использование в практике проектирования.
В-третьих, из-за того, что существует предел сложности и объема задачи, которую человек может решить в разумные сроки, весь комплекс проблем был разбит на отдельные задачи. При этом нахождение оптимальных решений частных задач проектирования электроснабжения не гарантирует выбора оптимального варианта СЭС в целом ввиду неучета внутрисистемных взаимосвязей.
В методологическую основу САПР должны быть положены новые, уточненные принципы формализации схем, методы расчета параметров и выбора элементов электрических сетей, ориентированные на эффективное применение ЭВМ.
Системы электроснабжения современных крупных промышленных предприятий относятся к классу сложных искусственных систем [ 3 ] , анализ функционирования и проектирования которых возможен только при использовании системного подхода. В качестве главного понятия при этом используется понятие целостности: система обладает такими свойствами, которых нет у произвольно образованной совокупности аналогичных элементов. Поэтому системные исследования, в отличие от аналитического подхода, предполагают движение не от частей к целому, а от целого к частям. "Для сложных систем характерна своеобразная организация проектирования в две стадии: макропроектирование (внешнее проектирование), в процессе которого решаются функционально-структурные вопросы в целом, и микропроектирование (внутреннее проектирование), связанное с разработкой элементов системы..." С 4] Несмотря на то, что многие задачи проектирования СЭС пока еще не могут быть решены современной теорией электроснабжения и успех их решения во многом определяется интуицией и опытом проектировщиков, - тем не менее системный подход можно и нужно использовать в качестве отправной точки при анализе и синтезе этих систем [ 5 ] . При этом в СЭС должны выделяться по ряду признаков отдельные подсистемы, учет которых необходим при решении конкретной задачи, а сама СЭС должна рассматриваться как подсистема некоторых больших систем, по отношению к которым она не может считаться изолированной. Тем самым гарантируется учет наиболее важных внутренних и внешних связей, наличие которых и отражает системные свойства. Синтез сложных технических систем предполагает применение блочно-иерархического принципа проектирования С б ] . Учитывая это, а также неопределенность исходной информации, выделим основные задачи, которые должны решаться при проектировании СЭС и от решения которых зависят ее технико-экономические показатели. К таким задачам в первую очередь относятся: - выбор источников питания; - определение напряжений внешнего и внутризаводского э лектро снабжения; - определение числа и мест размещения главных понизитель - 16 ных (ГПП), главных распределительных (ГРП) подстанций с одновременным выбором числа, мощности и режима работы трансформаторов; - расчет оптимального числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций СТО, KTQ) и выбор мест их размещения; - выбор средств компенсации реактивной мощности, расчет их параметров, выбор мест размещения и типа исполнения; - выбор схем внешнего и внутризаводского электроснабжения; - выбор элементов схемы СЭС.
Применение ЭВМ при решении задач электротехнического проектирования
Общепризнанным в настоящее время средством достижения конечной цели проектирования - создания проектов высокого качества в короткие сроки, является применение ЭВМ. Использование вычислительной техники в практике электротехнического проектирования началось несколько позже, чем в таких областях науки и техники, как проектирование ЭВМ, архитектура и строительство, машиностроение. Применение ЭВМ в проектировании электротехнических объектов, как и в других технических областях, развивалось этапами, определяемыми уровнем развития вычислительной техники и накопленным опытом в области автоматизации проектирования.
Первый этап характеризуется применением ЭВМ для решения локальных задач проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий (СЭС ПП). Наибольшее количество работ по применению ЭВМ выполнено для расчета электрических нагрузок [ II - 14, 21 ]. Автоматизированы такие проектные работы, как расчет токов КЗ С15 - 17, 21 3, выбор сечений проводов, шино-проводов и жил кабелей С 18, 20, 21 ], выбор силовых трансформаторов [ 19, 21 ] и др.
Опыт использования в проектных организациях программ для решения локальных задач показал неэффективность этого подхода к вопросу автоматизации проектирования. Разобщенное решение отдельных задач влечет за собой нарушение информационных связей между ними, что приводит к необходимости многократной подготовки исходных данных, требующей значительного времени, и проведения повторных вычислений при решении каждой отдельной задачи. Использование ЭВМ для решения локальных задач зачастую не только не сокращает общие сроки выполнения проектов, но и приводит к удорожанию проектирования из-за высокой стоимости машинного времени.
Следующий этап автоматизации проектирования, который все шире развертывается в настоящее время, характеризуется переходом к системной автоматизации, т.е. применению ЭВМ для решения комплексов взаимосвязанных задач. Проблемами создания систем автоматизированного проектирования (САПР) электротехнической части проекта занимаются ведущие учебные, научно-исследовательские и проектные институты.
Уже более 10 лет значительное внимание уделяется вопросам автоматизированного проектирования рациональных СЭС ПП на кафедре ЭПП МЭИ. Многие выполненные здесь научно-исследовательские работы и созданные на их основе алгоритмы и программы являются научной и методологической базой создания САПР 7, II, 12, 16, 18, 19, 22 - 29, 35, 36, 71].
Представляет интерес работа С 29 ] по комплексной автоматизации следующих задач проектирования СЭС ПП: оптимизация основных параметров элементов системы электроснабжения промпредприя-тий, выбор возможных вариантов напряжений системы внутреннего и внешнего электроснабжения, определение рационального количества и мест расположения главных понизительных (ГПП) или главных распределительных (ГРП) подстанций, определение рациональной конфигурации питающей и распределительной сетей.
В данной работе предлагается алгоритм нахождения оптималы-ной конфигурации схемы, в соответствии с которым построение сети осуществляется непосредственно по данным о местах размещения источников питания и потребителей электроэнергии, величинах их нагрузок, расстояний между ними. Для реализации метода не требуется задания проектировщиком конкурирующих вариантов схем. Это, во-первых, значительно снижает трудоемкость подготовки исходных данных, во-вторих, в отличие от метода повариантного сравнения схем, при котором в заданных проектировщиком вариантах может не оказаться наиболее экономичного из всех возможных, рассматриваемый метод гарантирует получение рационального решения.
Использование программы, разработанной в соответствии с предлагаемым комплексным методом решения перечисленных выше задач, позволяет повысить экономичность проектных решений на 20 - 50 %. К недостаткам данной работы следует отнести значительное время реализации метода на ЭВМ и недоведенность работы до практического внедрения.
Значительное количество работ посвящено автоматизированному проектированию цеховых электрических сетей [ 30 - 37 J. В институте ГПЙ-5 разработана система ФАЭТОН С 30 3, реализованная на ЕС ЭВМ, которая автоматизирует расчет электрических нагрузок и питающей и распределительной сетей; выбор сечений проводов и жил кабелей; выбор пусковой и защитной аппаратуры; составление спецификаций оборудования и материалов, комплектуемых заказчиком и подрядчиком; выпуск заказных объектовых спецификаций; составление ведомостей объемов работ; выпуск спецификаций изделий монтажно-заготовительных участков и монтажных материалов; расчет смет на электротехническое оборудование и материалы.
Аналогичной является разработанная в институте Гипрохиммаш система ЭПОС, которая отличается от указанной выше С 30 3 техническим обеспечением. Система ЭПОС реализована на ЭВМ "Минск-32".
Обе системы автоматизируют выполнение значительной части раздела проекта "Силовое электрооборудование", имеют небольшой объем исходной информации. Общий недостаток этих систем заключается в узкой области их практического применения только для проектирования машиностроительных и ремонтно-механических цехов. Это обусловлено использованием типовой схемы сети, однозначно определенных способов канализации и т.д. Оборудование выбирается по условиям выполнения технических требований без учета их технико-экономической целесообразности.
Формирование технологической линии проектирования и технико-экономического обоснования электроснабжения
В С 93 3 приводится номограмма, для которой построены отрезки допустимых отклонений для каждого из стандартных сечений. Допустимое превышение расчетных затрат принято равным 5 %, Однако, следует отметить, что использование предлагаемой номограммы не позволяет определить действительное значение годовых приведенных затрат на сеть, а дает значение лишь гарантированного верхнего предела. Кроме этого, использование предложенного метода не всегда позволяет достичь желаемого количества применяемых на предприятии типоразмеров кабелей.
Как было отмечено выше, использование номограмм значительно облегчает процесс выбора рациональных сечений. Однако, реализация на ЭВМ методов, основанных на применении номограмм, затруднена.
Во всех рассмотренных выше методах не решается задача выбора количества линий электроснабжения. Под количеством линий электроснабжения здесь и ниже подразумевается количество параллельно включенных (расщепленных) проводов воздушных линий или кабелей в пучке.
Во всех существующих методах единая задача выбора рациональных сечений и количества линий разбивается на две задачи. Сначала из соображений надежности или в связи с необходимостью передачи значительной мощности по линии выбирается требуемое количество линий электроснабжения. Экономические соображения на этом этапе не учитываются. На втором этапе выбираются сечения, обеспечивающие минимальные годовые приведенные затраты на линии.
Как будет показано ниже зыбор количества линий в пучке также требует технико-экономического обоснования. Особое значение эта задача приобретает при решении проблемы унификации сечений линий. И, наконец, только комплексное решение всех трех задач: выбора количества кабелей в пучке, выбора оптимальных сечений кабелей и сокращения количества типоразмеров линий, позволяет получить действительно рациональное проектное решение. Анализ приведенных работ позволяет утверждать, что вопросу рационального проектирования электротехнической части уделяется большое внимание. Применение математических методов и средств вычислительной техники существенно повышает уровень и качество проектных разработок, сокращает сроки их выполнения. Максималный эффект от применения ЭВМ в процессе проектирования может быть получен только при комплексном решении отдельных задач на основе создания САПР. Вопросами разработки и внедрения САПР электротехнической части проекта занимаются многие научно-исследовательские, проектные и учебные институты. Однако, разработке отдельных подсистем САПР ПЗУ уделяется неодинаковое внимание. Практически отсутствуют работы по комплексной автоматизации проектирования электроснабжения на напряжении выше 1000 В. Анализ разработок по комплексной автоматизации проектных работ и результатов практического внедрения САПР позволяет сформулировать следующие общесистемные принципы построения САПР: 1. Проектирование системы должно вестись "сверху-вниз", начиная с наиболее общих вопросов управления функциональными взаимосвязями между отдельными фрагментами подсистем и возможностей стыковки со смежными подсистемами. 2. Необходимо обеспечить возможность как автономного функционирования системы, так и в качестве подсистемы САПР более высокого уровня. 3. Необходимо строго соблюдать модульный, структурный принцип программного построения системы и ее подсистем. Внесение в систему новых возможностей не должно вызывать перестройку существующей ее части. 4. Связь между фрагментами подсистем необходимо обеспечивать с помощью управляющих программ, между подсистемами - целесообразнее через наборг данных. 5. Управление системой и подсистемами необходимо осуществлять по данным, т.е. порядок выполнения отдельных фрагментов должен зависеть от состава и характера исходной информации. 6. Необходимо максимальное упрощение подготовки, контроля и корректировки исходных данных. Одним из основных принципов создания эффективной САПР является сокращение количества задач, решаемых человеком, т.е. сокращение количества так называемых "разрывов" в автоматизированной линии проектирования. Анализ методов решения задач проектирования СЭС ІШ показал, что имеется ряд вопросов, решение которых до настоящего времени не формализовано. Отсутствие формализованных методов решения некоторых задач приводит к вышеуказанным "разрывам". Одной из таких задач является выбор экономически целесообразного источника питания для снабжения электроэнергией укрупненных узлов нагрузки, получаемых после разбиения потребителей по группам и определения схемы их соединения. В дальнейшем эту задачу будем называть задачей выбора мест установки цеховых трансформаторных подстанций в схеме с фиксированной топологией. Не формализован процесс равномерного распределения электрических нагрузок по секциям шин распределительных пунктов и трансформаторных подстанций. Рациональное решение этой задачи имеет большое значение для формирования радиальной части схемы электроснабжения. Отсутствует комплексный метод выбора оптимальных унифицированных сечений кабельных линий распределительной сети внутреннего электроснабжения промышленных предприятий.
Разработка информационного обеспечения
Анализ выражения (3.15) показывает, что при сокращении разности между коэффициентами загрузки элементов, например, с дКс = 0.2долКц S О Л потери электроэнергии в них уменьшаются на 1.5 %Таким образом, для единичных подстанций или HI экономия электроэнергии незначительна. Однако, в масштабах страны мероприятия по выравниванию нагрузки на секциях шин дадут значительный экономический эффект. Покажем это на примере.
Годовой прирост потребления электроэнергии в промышленности в настоящее время составляет около 40 млрд.кВт«час. Вся эта электроэнергия как минимум дважды трансформируется. Если во всех вновь строящихся и реконструируемых предприятиях проводить мероприятия по выравниванию нагрузки по трансформаторам с с = 0.2 до дКн= 0.1 , то сокращение потерь электроэнергии в трансформаторах и питающих линиях превысило бы 15 млн. кВт»час. Считая, что этот прирост потребления является постоянным (а он возрастает), экономия электроэнергии должна каждый год увеличиваться на 15 млн.кВт»час и через, например, б лет составит 100 млн.кВт»час или, примерно, I млн.руб. при стоимости I кВт«час равной I коп..
Внимание,уделяемое этому вопросу, обусловлено не только экономическими соображениями, хотя и они достаточны серьезны. Настоящая работа посвящена автоматизированному проектированию. В условиях применения вычислительной техники в проектировании могут быть автоматизированы только те задачи, которые имеют формализованные методики решения. При проектировании СЭС ПП возникает задача формирования схем питающих подстанций (ГПП, цеховых ТП), распределительных пунктов. В то же время узловой вопрос этой задачи: распределение потребителей по секциям шин подстанций и ИІ, не был формализован, а решался каждым инженером интуитивно, на основе собственного опыта. R настоящей работе дается формализованная методика распределения потребителей по секциям шин ГПП, Ш, ИІ. Методика позволяет максимально равномерно распределить нагрузки по секциям шин при наличии трех ограничений: 1. взаиморезервируемые потребители должны питаться от разных секций (условие надежности); 2. приемники, которые технологически связаны в один агрегат, должны присоединяться к одной и той же секции (условие агрегатнос-ти), 3. приемники, несовместимые по электрическим параметрам, например, батареи конденсаторов и источники высших гармоник, должны питаться от разных секций. Предлагаемая методика реализована в работе в виде следующего алгоритма: 1. Потребители электроэнергии распределяются в порядке убывания нагрузки (первый - самый мощный). 2. Потребители, начиная с первого по порядку, присоединяются к секции, имеющей наименьшую нагрузку. Реализация двух первых шагов алгоритма позволяет получить распределение нагрузок, при котором их небаланс на секциях шин не превышает максимальной разности нагрузок двух соседних потребителей из ряда, полученного после выполнения первого шага алгоритма. После реализации двух первых шагов начинается процесс дополнительного выравнивания: 3. Выявляются две секции с наименьшей и наибольшей нагрузкой, т.е. с максимальным небалансом. 4. После окончания шага 3 отыскиваются присоединенные к этим двум секциям потребители, перестановка которых с одной секции на другую обеспечит наименьший небаланс между этими двумя секциями. 5. Начиная с шага 3 процесс повторяется до тех пор, пока перестановка потребителей на секциях приводит к уменьшению максимального небаланса. Ограничения (1-3) контролируются на 2 и 4 шагах алгоритма. Для облегчения выполнения этих ограничений на шаге I потребители сначала распределяются в порядке возрастания категорийности по бесперебойности питания, а затем в рамках одной категорийности по убыванию нагрузок. Этот алгоритм служит основой для построения схем низшего напряжения ТП, ПШ и схем РП. Построение схемы осуществляется в два этапа. На первом этапе определяется необходимое по условиям надежности число источников питания - трансформаторов или секций шин РП. На втором этапе потребители электроэнергии равномерно распределяются между источниками питания. Имеется возможность распределять потребители как одного, так и двух различных напряжений, например, б и 10 кВ. В процессе построения схем питающих подстанций и распределительных пунктов формируется радиальная часть схемы электроснабжения промышленного предприятия. Предлагаемая методика обеспечивает средний небаланс нагрузки по секциям 1-3 % В настоящей работе осуществлена ее программная реализация. Распределение потребителей по секциям шин осуществляется очень быстро, так, например, время работы программы не превышает 1-2 с для распределения 100 потребителей по 12 секциям на ГТШ. Данная программа, вошедшая в предлагаемую в настоящей работе автоматизированную систему, позволила избавиться от необходимости многократного вмешательства человека в работу системы с целью пополнения ее рабочих наборов данных недостающей информацией по выбранным инженером схемам НІ, НІ, ГПП. Структурная схема алгоритма равномерного распределения электрических нагрузок по секциям шин подстанций и распределительных пунктов и его описание на псевдокоде приведены соответственно на рис. 3.22 и 3.23.
